KURZUS: Elektrotechnika

MODUL: Egyenáramú gépek

42. lecke: Egyenáramú gépek II. (Az egyenáramú gépek osztályozása)

Tanulási célok

A lecke áttanulmányozása után Ön képes lesz:

  • Saját szavaival ismertetni az egyenáramú gépek fajtáit.
  • Saját szavaival elmagyarázni a külső és párhuzamos gerjesztésű gépek jellemzőit.
  • Saját szavaival elmagyarázni a soros és vegyes gerjesztésű gépek jellemzőit.
Tevékenységek
  • Olvassa el figyelmesen az egyenáramú gépek osztályozásával és működésével foglalkozó részt!
  • Tanulmányozza alaposan a külső és párhuzamos gerjesztésű gépek jellemzőit!
  • Tanulmányozza alaposan a soros és vegyes gerjesztésű gépek jellemzőit!
Tananyag
Egyenáramú gépek osztályozása

Az egyenáramú gépeket a gerjesztés módja szerint négy csoportba osztjuk. Ezek láthatók az alábbi ábrán:

Külső gerjesztésű motor (párhuzamos is)

A külső gerjesztésű motornak két pár független kivezetése van. Egyikre kapcsoljuk a gerjesztő feszültséget, a másikra pedig az armatúra feszültséget. A működést leíró összefüggések az alábbiakban láthatók:

φ=áll. U k = U b + I a R a U = i U b =kφω M=kφ I a U b × I a =Mω

ω= U b kφ = R a I a kφ + U k kφ y=mx+b

A motor egyik legfontosabb tulajdonsága a fordulatszámtartás, azaz növekvő nyomaték mellett (mint ahogy az ábrán is látható) nem változik meg lényegesen a fordulatszám.

Soros gerjesztésű motor

Villamos helyettesítő képe az alábbi ábrán látható:

Az armatúra sorosan van kapcsolva a gerjesztőtekerccsel, ezért a gerjesztőáram azonos az armatúraárammal.

Ig =Ia

emiatt:

φ=f( I a )

és:

ω= U k kφ I a R a kφ = U k k k I a R a k k

ennek megfelelően a fordulatszám az armatúraáram függvényében hiperbola (fordítottan arányos) függvényt ad.

Az ábráról leolvasható, hogy a soros gerjesztésű motornak nincs üresjárási fordulatszáma (terhelés nélkül indítani tilos).

A motor indulásakor, amikor az armatúraáram nagy és a fordulatszám még kicsi, akkor adja le a legnagyobb nyomatékot, majd a fordulatszám növelésével csökken a nyomaték és az áramfelvétel is. Ezt a viselkedést járműveknél (troli, villamos, metro, vasút) és különböző kéziszerszámoknál ideálisan ki lehet használni, hiszen ezeknek a gépeknek induláskor van szükségük nagy nyomatékra, az elért fordulatszámot már kisebb nyomatékkal is fenn lehet tartani.

A fordulatszám erősen függ a terheléstől

M=kφ I a = k I a 2

a nyomaték az armatúraáram négyzetével arányos

Mnáll.=P

tehát a motor teljesítménytartó.

A soros gerjesztésű motor sajátos tulajdonsága, hogy egyaránt működik váltakozó-, illetve egyenáramú táplálásról is, ezért univerzális gépnek nevezzük. A motor forgásirányának változtatása csak a gerjesztő tekercs kapcsainak felcserélésével lehetséges. Fontos azonban, hogy egy 230V váltakozófeszültségre tervezett gépet, nem lehet 230V egyenfeszültségről táplálni, ilyenkor ugyanis a tekercs reaktanciája megszűnik, így kisebb lesz a terhelés és az áram nagyon megnő.

Vegyes gerjesztésű motor

Villamos helyettesítő képe az alábbi ábrán látható:

A fordulatszám illetve a nyomaték az armatúraáram függvényében:

A jelleggörbékben felismerhető a soros és a párhuzamos gerjesztés hatása is, ugyanis nem lineáris a fordulatszám jelleggörbe, azonban van üresjárási fordulatszám.

Összefoglalva a jellemzői:

  • Ritkán használják,
  • Nem fordulattartó,
  • Van soros és párhuzamos gerjesztése is.
Önellenőrző feladatok

Töltse ki az alábbi feladatlapot!

1. Adja meg, hogy melyik válasz a helyes!
A külső és párhuzamos gerjesztésű motor működési jellemzői hasonlóak.
A külső és soros gerjesztésű motor működési jellemzői hasonlóak.
2. Adja meg, hogy melyik válasz a helyes!
A vegyes gerjesztésű motornak nincs üresjárási fordulatszáma.
A soros gerjesztésű motornak nincs üresjárási fordulatszáma.
3. Adja meg, hogy melyik válasz a helytelen!
A külső gerjesztésű motor nyomatéka négyzetesen arányos az armatúra árammal.
A soros gerjesztésű motor nyomatéka négyzetesen arányos az armatúra árammal.
4. Adja meg, hogy melyik válasz a helytelen!
A külső gerjesztésű motor fordulatszámtartó.
A külső gerjesztésű motor teljesítménytartó.
5. Helyes-e az alábbi állítás?
A soros gerjesztésű motor egyaránt működik váltakozó-, illetve egyenáramú táplálásról is, ezért univerzális gépnek nevezzük.